任务四汽车电动门窗升降器的制作

任务四汽车电动门窗升降器的制作

学习目标掌握直流电动机和步进电动机的基本构造和工作原理及在汽车上的应用能解释直流电动机的工作原理和说出结构特点能说出永磁直流电动机在汽车上的典型应用一直流电动机直流电动机是一种将直流电能转换成机械能的装置（一）直流电动机的结构直流电动机主要由定子（固定部分）和转子（旋转部分）两大部分组成，在这两部分之间的间隙叫空气隙。图4-1直流电动机结构图1-风扇2-机座3-电枢4-主磁极5-电刷装置6-换向器7-接线板8-出线盒9-换向磁极10-端盖1．定子定子的作用是产生磁场和作为电动机的机械支撑。主要部件包括主磁极、换向磁极、机座、端盖和电刷装置等。（1）主磁极

图4-2直流电机主磁极结构（4）电刷装置

2．转子（电枢）转子是电机实现机电能量转换的枢纽，所以常称之为电枢。电枢部分包括电枢铁心、电枢绕组、换向器、转轴、轴承、风扇等。（1）电枢铁心

（3）换向器

换向器也是直流电机中的关键部件之一。在直流发电机中换向器将线圈中的交流电转换为直流，在直流电动机中换向器将电源的直流电转换为线圈中的交流电。3．直流流电机的的励磁方方式按励磁电电流供给给方式的的不同，，直流电电机可分分为他励励和自励励两大类类;其中自励励直流电电机又分分为并励励、串励励和复励励三种。。（1）他他励方式式所谓他励励是指主主磁极磁磁场绕组组的励磁磁电流由由另外的的直流电电源供电电。（2）并并励方式式并励电机机的励磁磁绕组与与电枢绕绕组并联联。（3）串串励方式式串励电机机的励磁磁绕组与与电枢绕绕组串联联，其励励磁电流流与电枢枢电流相相等。因因电枢电电流较大大，所以以励磁绕绕组的导导线截面面较大，，匝数较较少。（4）复复励方式式复励电机机有两个个励磁绕绕组，一一个与电电枢并联联，一个个与电枢枢串联。。当两励励磁绕组组产生的的磁通方方向相同同时，磁磁通可以以相加，，这种电电机称为为积复励励电机。。（二）直直流电动动机的工工作原理理2．直流流电动机机的反电电动势和和电磁转转矩反电动势势Ea与与每极磁磁通Φ和和电动机机的转速速n成正比：：（（4-1）式中，Ke为电电动势常常数，由由电机结结构决定定。2．直流流电动机机的反电电动势和和电磁转转矩直流电动动机运转转时，电电枢中的的电流为为U是外加加电压，，Ra是是电枢绕绕组的电电阻。于是得直直流电动动机的电电压平衡衡方程式式（4-2）功率平衡衡方程（（4-3）EaIa称为电电磁功率率，它转转化为电电动机的的机械功功率，如如果不计计摩擦损损耗，它它也就是是电动机机的输出出功率。。RaIa2是电电枢绕组组的铜损损耗。UIa是是电源供供给的电电功率（（不计铁铁损耗））。直流电动动机的电电磁转矩矩Tem与每极极磁通ΦΦ和电枢枢电流Ia成正正比：（4-4）式中，KT为转转矩常数数，取决决于电机机结构。。3．直流流电动机机的自适适应运行行过程直流电动动机的稳稳定运行行状况取取决于负负载的大大小；当当负载发发生变化化时，电电动机转转速、电电流、转转矩都将将自动地地作相应应的变化化。转速公式式可由式式(4-1)和和(4-2)得得出（4-5）式中，Ra是电电枢电路路的电阻阻。（三）直直流电动动机的起起动、调调速和反反转1．起动动电动机起起动的瞬瞬间，转转速n＝＝0，故故Ea＝＝KeΦΦn＝0，此时时电枢电电流称为为起动电电流，记记作Ist,由由式得（4-6）由于电枢枢电阻Ra很小小，因此此起动电电流可达达额定值值的（10-20）倍倍，会损损坏换向向器和电电枢绕组组等，并并使供电电线路的的电压下下降。因因此，起起动时可可降低加加在电枢枢绕组上上的电压压，或在在电枢电电路中串串联起动动变阻器器，以限限制起动动电流。。2．调速速直流电动动机的调调速方法法有三种种（a）剖剖视原理理图（（b）反反串展开开图（（c））反并展展开图图4-9变极极调速原原理（2P=4）2．调速速（1）电电枢串接接电阻在在电枢电电路中串串联调速速变阻器器Rs，，用以增增加电枢枢电路的的电阻，，使转速速降低。。设Ra表示电电枢绕组组的电阻阻，则降降低后的的转速为为（4-7）改变Rs可调节节转速n。2．调速速（2）弱弱磁调速速在并励励或他励励电动机机的励磁磁电路中中串联调调速变阻阻器Rf,用用来调节节励磁电电流If以改变变磁通ΦΦ图4-10并并励与他他励电动动机的机机械特性性2．调速速（3）降降低电源源电压直直流电动动机常由由单独的的可调整整流装置置供电。。目前用用得最多多的可调调直流电电源是晶晶闸管整整流(SCR)装置；；调节电电源电压压就可均均匀调速速。二、步进进电动机机（一）步步进电动动机的概概述步进电动动机是一一种将脉脉冲信号号变换成成相应的的角位移移(或线线位移)的电磁磁装置，，是一种种特殊的的电动机机。图4-11步进进电机(二）步进进电动机机的结构构组成步进电机机由转子子和定子子组成。。转子和定定子都由由带齿的的硅钢片片叠成。。定子上有有绕组分分为若干干相3，，4，5，6，，8，10。（三）步步进电动动机的工工作原理理此图为反反应式步步进电机机，其相相数为3（A、、B、C三相）），定子子均布40齿，，齿距角9°，定定子每个个磁极上上5个齿齿，齿距距角也是是9°，，各极的的齿错开开3°排排列。总结1．在结结构上，，定子各各相的齿齿必须相相互错开开1/m个齿排排列。m为绕组组相数。。2．通电电状态按按一定相相序改变变。3．改变变通电相相序的方方向就可可改变转转子的旋旋转方向向。4．步距距角为：：（4-8）式中，z—转子子齿数，，m—绕绕组相数数，k——通电方方式系数数。单三拍通通电：A-B-C-A，k=1双三拍通通电：AB-BC-BA-AB，k=1三相六拍拍通电：：A-AB-B-BC-C-CA-A，k=2。。k=拍数数/相数数。（四）步步进电机机的驱动动电路图4-14步进进电机工作过程程（五）步步进电动动机的分分类1．永磁磁式步进进电机2．反应应式步进进电机3．混合合式步进进电机（六）步步进电机机的特点点1、一般般步进电电机的精精度为步步进角的的3-5%，且且不累积积。2、步进进电机外外表允许许的最高高温度。。3、步进进电机的的力矩会会随转速速的升高高而下降降。4、步进进电机低低速时可可以正常常运转,但若高高于一定定速度就就无法启启动,并并伴有啸啸叫声。。（七）步步进电机机的主要要特性1、步进进电机必必须加驱驱动才可可以运转转，驱动动信号必必须为脉脉冲信号号，没有有脉冲的的时候，，步进电电机静止止，如果果加入适适当的脉脉冲信号号，就会会以一定定的角度度（称为为步角））转动。。转动的的速度和和脉冲的的频率成成正比。。2、腾龙龙版步进进电机的的步进角角度为7.5度度，一一圈360度，，需要48个脉脉冲完成成。3、步进进电机具具有瞬间间启动和和急速停停止的优优越特性性。4、改变变脉冲的的顺序，，可以方方便地改改变转动动的方向向。任务实施施：汽车电动动门窗升升降器的的制作一、电路路原理与与分析拓展知识识一、车用用交流发发电机发电机是是汽车电电器系统统的主要要电源，，由汽车车发动机机驱动。。它在正正常工作作时，对对除起动动机以外外的所有有用电设设备供电电，并向向蓄电池池充电以以补充蓄蓄电池在在使用中中所消耗耗的电能能。（二）硅硅整流发发电机的的结构汽车用硅硅整流交交流发电电机主要要由转子子、定子子、硅整整流器、、前后端端盖、电电刷、风风扇及带带轮等部部件组成成。图4-16JF1522A硅整流流发电结结构（CA1092））1-带带轮轮2-风风扇扇3-前前端端盖盖4-定定子子5-转转子子6-后后端端盖盖7-电电刷刷及及架架8-防防护护罩罩9-整整流流器器组组件件10前前后后端端盖盖连连接接螺螺拴拴（三三））硅硅整整流流交交流流发发电电机机的的工工作作原原理理图4-17交交流流发发电电机机工工作作原原理理图图二、、车车用用起起动动机机（一一））车车用用起起动动机机基基本本组组成成车用用起起动动机机一一般般由由直直流流电电动动机机、、单单向向传传动动机机构构和和操操纵纵机机构构三三大大部部分分组组成成车用用起起动动机机的的直直流流电电动动机机的的结结构构励磁磁绕绕组组的的接接法法（a））四四个个绕绕组组相相互互串串联联（（b））两两个个绕绕组组串串联联后后并并联联图4-20励励磁磁绕绕组组的的接接法法1-绝绝缘缘接接线线柱柱2-磁磁场场绕绕组组3-正正电电刷刷4-负负电电刷刷5-换换向向器器三、、刮刮雨雨器器电电动动机机图4-21电电动动刮刮水水器器1、、5-刷刷架架2、、4、、6-摆摆杆杆3、、7、、8-拉拉杆杆9-蜗蜗轮轮10-蜗蜗杆杆11-电电动动机机12-底底板板（a））结结构构原原理理（（b））电电路路原原理理图4-22双双速速刮刮水水电电动动机机的的工工作作原原理理1-电电枢枢绕绕组组2-永永久久磁磁铁铁3-整整流流子子4-反反电电势势小结结1．．三三相相交交流流发发电电机机2．．直直流流电电动动机机习题题一、、填填空空：：1．．直直流流电电机机电电枢枢绕绕组组中中流流过过的的电电流流方方向向是是___________的的，，产产生生电电磁磁转转矩矩的的方方向向是是___________的的（（填填变变化化或或不不变变））。。2．直流电机机的励磁方式式分为____________、、____________、____________、____________。3．直流发电电机的电磁转转矩是___________转矩矩，直流电动动机的电磁转转矩是___________转矩矩。4．直流电动动机的起动方方法有：________________、、________________。5．大多数鼓鼓风机电动机机的风扇转速速由串联到风风扇电动机的的____________控制。。6．直流电动动机利用磁场场的相互作用用把____________转换换成____________。7．____________建立立交流发电机机的旋转磁场场。8．____________是在在交流发电机机中产生电流流的静止线圈圈。9．____________是是步进电机旋旋转的根本原原因。10．直流电电动机的换向向器由许多__________组组成。二、选择题1．直流电动动机起动时电电枢回路串入入电阻是为了了__________A．增加起动动转矩B．限制起起动电流C．增加主主磁通D．减少起动动时间2．一台并励励直流电动机机若改变电源源极性，则电电机的转向。A．改变B．不变C．．无法确定3．要改变并并励直流电动动机的转向，，可以_____。A．增大励磁磁B．改改变电源极性性C．．改接励磁绕绕组连接方向向4．正在讨论论永磁式起动动电动机：__________技术员A说：：永磁式起动动电动机代替替励磁绕组使使用了4到6个永磁场集集合。技术员A说：：永磁式起动动电动机使用用了一套行星星齿轮机构。。谁的说法正确确？A．只是AB．只是BC．A和B两者都对D．A和B两者者都不对5．永磁式起起动电动机的的